Procédé de préparations de cétones On sait depuis les travaux de Carroll (Journ. Chem. Society, Londres, 1940, p. 704 - 6 et 1266 - 8, et 1941, p. 507 -11) que l'action des alcools a-éthyléniques sur des esters p-céto-carboxyliques permet d'ob tenir des cétones ayant une double liaison en position -y,
par exemple suivant la réaction
EMI0001.0009
Dans ces formules les différents symboles peuvent avoir par exemple les significations suivantes
EMI0001.0013
La titulaire a par ailleurs récemment réalisé une réaction semblable entre des alcools a-acétyléniques et des esters (3-céto-carboxyliques, pour obtenir des cétones ayant deux doubles liaisons par exemple suivant la réaction
EMI0001.0018
Dans ces formules les symboles Ri à R0 peuvent avoir la même signification que précédemment.
Les auteurs antérieurs ont, pour catalyser les réactions du premier type utilisé des catalyseurs alcalins qui n'ont cependant pas permis de dépasser des rendements de 40 % ;
ces rendements sont d'ailleurs la plupart du temps beaucoup plus faibles, de sorte que ces réactions ont été jusqu'ici inemployables pratique ment, d'autant plus qu'en général la cétone obtenue est souillée par l'acétate de l'alcool mis en jeu, parfois difficilement séparable.
La présente invention a pour objet un nouveau procédé de préparation de cétones ayant une double liaison en position y ou de cétones ayant deux doubles liaisons l'une en position a et l'autre en position y par réaction d'un ester a-céto-carboxylique avec respectivement un alcool a-éthylénique ou un alcool a- acétylénique, qui est caractérisé en ce qu'on utilise comme catalyseur au moins un alcoolate d'un métal des groupes I, II et III de la classification périodique des éléments.
Les catalyseurs utilisés selon le procédé de l'invention sont donc des alcoolates des métaux des groupes I, II et<B>111</B> de la classification périodique, et de préférence ceux des deux derniers de ces groupes. Ainsi, on citera comme exemples de tels catalyseurs les alcoolates de magnésium et ceux d'aluminium.
On peut ainsi, grâce aux réactions ci-dessus, obtenir facilement, par exemple la méthyl-2-heptène-2-one- 6, par action de l'acétylacétate d'éthyle sur le méthyl-2-butène-e-ol-2. L'action du diméthyl-2,3-butène-3-ol- 2 sur le même ester cétonique fournira la diméthyl-1-2,3-heptène-2-one-6. L'utilisation du diméthyl-1-3,7- octadiène-1,6-01-3 permet d'obtenir facilement la diméthyl-2,6-undécadiène-2,
6-one-10. L'action du méthyl- 2-butyne-3-ol-2 sur l'acétylacétate d'éthyle fournit la méthyl-2-heptadiène-2,4-one-6. De même, le déhydro- linalol fournira la pseudoionone,
le déhydrométhyl-3-linalol fournira la pseudoirone. L'action du déhydro- linalol sur l'a-méthyl-acétylacétate d'éthyle permet de préparer la pseudoisométhylionone. Exemple 1 <I>Préparation de la</I> méthyl-2-heptène-2-one-6 Dans un ballon muni d'une colonne à fraction ner, et d'un thermomètre dans la masse, on place 344 g (4 moles) de méthyl-2-butène-3-ol-2, 572 g (4,4 moles)
d'acétylacétate d'éthyle et 8 g d'isopropy- late d'aluminium. Après dissolution du catalyseur le ballon est chauffé très progressivement pendant 8 heures environ entre 100 et 1400. Ensuite 8 heures à nouveau entre 140 et 1700. Pendant la première phase, on constate surtout un départ d'alcool éthyli que, tandis que pendant la seconde phase c'est prin cipalement le gaz carbonique qui est éliminé. Le pro duit restant dans le ballon après refroidissement est lavé à l'acide chlorhydrique, à la soude et à Feau et ensuite distillé sous pression réduite.
On obtient la méthyl-2-heptène-2-one-6 titrant 99,8 % par oximation à froid et présentant les cons- tantes suivantes
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L'identification est complétée par la préparation de la semicarbazone, identique à celle du produit natu rel et fondant à 137o.
Exemple 2 <I>Préparation de la</I> diméthyl-2,6-undecadiène-2,6- one-10 Dans un appareil analogue à celui décrit ci-des sus, on place 77 g de linalol (0,5 mole), 71,5 g d7acé- tylacétate d'éthyle (0,55 mole) et 7,5 cm3 d'une solu tion de méthylate de magnésium à 16,2 g au litre dans l'alcool méthylique. La température du ballon réactionnel est élevée progressivement de 100 à 1800 en 10 heures environ. On observe une distillation régulière d'alcool et un débit de gaz carbonique. L'opération est terminée de la même façon que dans l'exemple 1.
On obtient la diméthyl-2,6-undécadiène-2,6-one- 10, titrant 100 % par oximation à froid et présentant les constantes suivantes
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Le produit fournit une semicarbazone F = 95-96 après trois cristallisations dans l'éther de pétrole.
Cette semicarbazone est identique à celle obtenue avec la cétone préparée par action du chlorure de linalyle sur l'acétyl acétate d'éthyle sodé et saponifi cation subséquente.
Exemple 3 <I>Préparation de la</I> pseudoionone L'appareillage réactionnel est toujours le même. Dans le ballon on place 76 g de déhydrolinalol (0,5 mole). 71,5 g d'acétylacétate d'éthyle (0,55 mole) et 1 g d'isopropylate d'aluminium. La température étant élevée progressivement de 120 à 2000 en 10 heures environ, on constate une distillation d'alcool et un dégagement de gaz carbonique.
Cette opération nécessite une température un peu plus élevée que dans l'opération correspondante effectuée avec le linalol. Cette opération constitue d'ailleurs une règle générale vérifiée sur tous les couples d'alcools a- éthyléniques et a-acétyléniques correspondants. L'opération est terminée comme précédemment et le produit obtenu est rectifié sous pression réduite.
On obtient deux produits principaux 1) Un mélange de stéréoisomères de la pseudo- ionone titrant 98 % par oximation à froid (après 24 heures) et présentant les constantes suivantes:
EMI0003.0012
De ce mélange de stéréoisomères, on peut obte nir très facilement une semicarbazone dont le point de fusion 115-1160 est identique à celui de la semi- carbazone obtenue à partir de la pseudoionone pré parée par les procédés classiques de condensation du citral sur l'acétone.
2) Une cétone cyclique de masse moléculaire identique à celle de la pseudoionone, mais de struc ture complètement différente à celle des ionones, titrant 97 % par oximation à froid (après 1 heure) et présentant les constantes suivantes
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Cette cétone fournit très facilement une semi- carbazone fondant à 1370.
Exemple 4 <I>Préparation de la</I> pseudoirone On traite 166 g de déhydrométhyl-3-linalol (1 mole), et 2 g d'isopropylate d'aluminium d'une .manière identique à la description de l'exemple 3.
La rectification sous pression réduite du produit obtenu fournit encore deux fractions distinctes. Mais, alors que dans le cas du déhydrolinalol, les deux fractions étaient obtenues avec des rendements du même ordre, dans le cas présent, la fraction à bas point d'ébullition est obtenue avec un rendement beaucoup plus faible par rapport au mélange de stéréoisomères de pseudoirone obtenues.
On obtient donc dans ce cas 1) Un mélange stéréoisomère de la pseudoirone titrant 102 % par oximation à froid (après 3 heures) et présentant les constantes moyennes suivantes
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De ce mélange de stéréoisomères on peut obtenir, par des cristallisations fractionnées et assez difficiles, quatre semi-carbazones distinctes dont les points de fusion sont 1570, 1640, 1770 et 1900.
Les deux der- nières déjà connues dans la littérature chimique sous le nom de semi-carbazones de pseudoirone cis et de pseudoirone trans, et qui ont été effectivement idén- tifiées comme telles. Les deux premières n'ont jamais été décrites à notre connaissance.
Les cétones qui en sont régénérées présentent des propriétés chimiques et physiques ne laissant absolu ment aucun doute sur leur structure. Leur spectre d'absorption dans l'ultra-violet moyen notamment est caractéristique: allure de courbe en cloche avec maxima d'absorption à 2820-2830A ou 2930-2935A suivant que les déterminations sont effectuées en solution hexanique ou alcoolique.
2) Une très petite quantité d'un mélange de sté- réoisomères de la cétone cyclique homologue de celle obtenue dans l'exemple 3 présentant les constantes moyennes suivantes
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De ce mélange, on obtient par des cristallisations fractionnées plusieurs semicarbazones distinctes dont la plus abondante possède un point de fusion de 1570 (en réalité il semble que l'on ait deux isomères dont les semicarbazones fondent à 1570 et un troisième dont la semicarbazone fond au voisinage de 210o)
. Les cétones correspondantes possèdent des proprié tés physiques absolument différentes des précédentes. Leur spectre d'absorption en particulier est complète ment différent: spectre à double inflexion, la pre-. mière au voisinage de 2700 A à tangente presque horizontale et la deuxième au voisinage de 3000 A.
Par ailleurs, le fort abaissement de température (20 environ) obtenu à la fusion mélangée des semi- carbazones F = 1570 obtenues dans chaque groupe permet bien d'affirmer l'individualité de chaque cétone.
Process for preparing ketones It has been known from the work of Carroll (Journ. Chem. Society, London, 1940, p. 704-6 and 1266-8, and 1941, p. 507-11) that the action of alcohols a- ethylenics on p-keto-carboxylic esters makes it possible to obtain ketones having a double bond in position -y,
for example according to the reaction
EMI0001.0009
In these formulas the different symbols can have for example the following meanings
EMI0001.0013
The licensee has moreover recently carried out a similar reaction between α-acetylenic alcohols and esters (3-keto-carboxylic acids, to obtain ketones having two double bonds, for example following the reaction
EMI0001.0018
In these formulas the symbols Ri to R0 can have the same meaning as above.
The prior authors, to catalyze the reactions of the first type, used alkaline catalysts which, however, did not allow yields of 40% to be exceeded;
these yields are moreover most of the time much lower, so that these reactions have hitherto been practically unusable, especially since in general the ketone obtained is soiled by the acetate of the alcohol put involved, sometimes difficult to separate.
The present invention relates to a new process for preparing ketones having a double bond in position y or ketones having two double bonds, one in position a and the other in position y by reaction of an α-keto ester. carboxylic acid with respectively an α-ethylenic alcohol or an α-acetylenic alcohol, which is characterized in that at least one alcoholate of a metal of groups I, II and III of the Periodic Table of the Elements is used as catalyst.
The catalysts used according to the process of the invention are therefore alcoholates of metals from groups I, II and <B> 111 </B> of the periodic table, and preferably those of the last two of these groups. Thus, as examples of such catalysts, there will be mentioned magnesium alcoholates and those of aluminum.
It is thus possible, by virtue of the above reactions, to obtain easily, for example methyl-2-heptene-2-one-6, by the action of ethyl acetylacetate on methyl-2-butene-e-ol- 2. The action of dimethyl-2,3-butene-3-ol-2 on the same ketone ester will provide dimethyl-1-2,3-hepten-2-one-6. The use of dimethyl-1-3,7-octadiene-1,6-01-3 makes it possible to easily obtain dimethyl-2,6-undecadiene-2,
6-one-10. The action of methyl-2-butyne-3-ol-2 on ethyl acetylacetate provides methyl-2-heptadiene-2,4-one-6. Likewise, dehydro-linalool will provide pseudoionone,
dehydromethyl-3-linalool will provide the pseudoirone. The action of dehydrolinalool on ethyl α-methyl-acetylacetate makes it possible to prepare pseudoisomethylionone. Example 1 <I> Preparation of </I> methyl-2-heptene-2-one-6 In a flask fitted with a fraction column, and a thermometer in the mass, 344 g (4 moles) of methyl-2-butene-3-ol-2, 572 g (4.4 moles)
ethyl acetylacetate and 8 g of aluminum isopropylate. After dissolution of the catalyst, the flask is heated very gradually for about 8 hours between 100 and 1400. Then 8 hours again between 140 and 1700. During the first phase, there is especially a departure of ethyl alcohol, while during the second phase it is mainly carbon dioxide which is eliminated. The product remaining in the flask after cooling is washed with hydrochloric acid, with sodium hydroxide and with water and then distilled under reduced pressure.
We obtain methyl-2-heptene-2-one-6 assaying 99.8% by cold oximation and exhibiting the following constants
EMI0002.0076
The identification is completed by the preparation of the semicarbazone, identical to that of the natural product and melting at 137 °.
Example 2 <I> Preparation of </I> dimethyl-2,6-undecadiene-2,6-one-10 In an apparatus similar to that described above, 77 g of linalool (0.5 mole ), 71.5 g of ethyl acetylacetate (0.55 mol) and 7.5 cm3 of a solution of magnesium methoxide at 16.2 g per liter in methyl alcohol. The temperature of the reaction flask is gradually raised from 100 to 1800 in about 10 hours. There is a regular distillation of alcohol and a flow of carbon dioxide. The operation is completed in the same way as in example 1.
Dimethyl-2,6-undecadiene-2,6-one-10 is obtained, assaying 100% by cold oximation and exhibiting the following constants
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The product gives a semicarbazone F = 95-96 after three crystallizations from petroleum ether.
This semicarbazone is identical to that obtained with the ketone prepared by the action of linalyl chloride on sodium acetyl acetate and subsequent saponification.
Example 3 <I> Preparation of the </I> Pseudoionone The reaction apparatus is always the same. 76 g of dehydrolinalool (0.5 mol) are placed in the flask. 71.5 g of ethyl acetylacetate (0.55 mole) and 1 g of aluminum isopropylate. The temperature being raised gradually from 120 to 2000 in about 10 hours, there is a distillation of alcohol and a release of carbon dioxide.
This operation requires a slightly higher temperature than in the corresponding operation carried out with linalool. This operation moreover constitutes a general rule verified on all the pairs of corresponding α-ethylenic and α-acetylenic alcohols. The operation is completed as before and the product obtained is rectified under reduced pressure.
Two main products are obtained 1) A mixture of stereoisomers of pseudoionone assaying 98% by cold oximation (after 24 hours) and exhibiting the following constants:
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From this mixture of stereoisomers, one can very easily obtain a semicarbazone whose melting point 115-1160 is identical to that of the semicarbazon obtained from the pseudoionone prepared by the conventional methods of condensation of citral on the. acetone.
2) A cyclic ketone with a molecular mass identical to that of pseudoionone, but of a completely different structure than that of ionones, assaying 97% by cold oximation (after 1 hour) and exhibiting the following constants
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This ketone very easily provides a semi-carbazon melting at 1370.
Example 4 <I> Preparation of the </I> pseudoirone 166 g of dehydromethyl-3-linalool (1 mole), and 2 g of aluminum isopropoxide are treated in an identical manner to the description of the example. 3.
Rectification under reduced pressure of the product obtained provides two more distinct fractions. But, while in the case of dehydrolinalool, the two fractions were obtained with yields of the same order, in the present case, the low-boiling point fraction is obtained with a much lower yield compared to the mixture of stereoisomers of pseudoirone obtained.
We therefore obtain in this case 1) A stereoisomeric mixture of pseudoirone titrating 102% by cold oximation (after 3 hours) and exhibiting the following mean constants
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From this mixture of stereoisomers, it is possible to obtain, by fractional and rather difficult crystallizations, four distinct semi-carbazons whose melting points are 1570, 1640, 1770 and 1900.
The latter two already known in the chemical literature under the name of cis-pseudoronal semi-carbazones and trans-pseudoronal semi-carbazones, and which have been effectively identified as such. The first two have never been described to our knowledge.
The ketones which are regenerated from them exhibit chemical and physical properties that leave absolutely no doubt as to their structure. Their absorption spectrum in the mean ultra-violet is particularly characteristic: appearance of a bell-shaped curve with absorption maxima at 2820-2830A or 2930-2935A depending on whether the determinations are carried out in hexane or alcoholic solution.
2) A very small quantity of a mixture of steroisomers of the cyclic ketone homologous to that obtained in Example 3 having the following average constants
EMI0003.0072
From this mixture, one obtains by fractional crystallizations several distinct semicarbazones, the most abundant of which has a melting point of 1570 (in reality it seems that we have two isomers whose semicarbazones melt at 1570 and a third whose semicarbazone melts at neighborhood of 210o)
. The corresponding ketones have absolutely different physical properties from the previous ones. Their absorption spectrum in particular is completely different: double inflection spectrum, the pre-. first in the vicinity of 2700 A with an almost horizontal tangent and the second in the vicinity of 3000 A.
Furthermore, the strong drop in temperature (approximately 20) obtained by the mixed fusion of the F = 1570 semi-carbazones obtained in each group clearly makes it possible to affirm the individuality of each ketone.